一種植物自動噴灌防霜系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種植物自動噴灌防霜系統(tǒng)，屬于農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測與控制領(lǐng)域。灌溉防霜操作方式粗放、控制方式簡單，造成了水的過量使用。本實用新型將池塘或湖中的水經(jīng)水泵加壓后，通過噴頭從植物冠層下方向上噴灑；將高于植物臨界凍害溫度一定閾值的濕球溫度作為設(shè)定值，與植物種植不同溫度區(qū)域的濕球溫度比較后，控制水泵和各區(qū)域電磁閥的啟閉，從而分別實現(xiàn)對各區(qū)域噴灌防霜的控制。本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)植物自動化噴灌防霜，減少用水量，適用于具備水源條件區(qū)域的植物防霜。
【專利說明】一種植物自動噴灌防霜系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測與控制領(lǐng)域，具體涉及一種植物自動噴灌防霜系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]早春晚霜凍害，對植物生長和發(fā)育造成嚴重傷害?，F(xiàn)有的防霜措施中，漫灌使用較普遍。它通過增加土壤濕度，降低孔隙度，使土壤的熱容量與導(dǎo)熱率增大，可在一定程度上提高果園溫度，但該方法需要消耗大量的水，防霜效果不顯著，也易造成田塊的澇災(zāi)。此外，漫灌容易形成地表徑流，造成土壤營養(yǎng)流失，影響植物的生長。
[0003]日本專利JPH01291729和JPH06225650分別公開了用于茶園和果園的噴水防霜方法和裝置，其原理是:當(dāng)溫度為(TC時，Ig水凝固結(jié)冰時釋放出SOcal的潛熱，所以噴灑到植株上的水在植株表面結(jié)冰時，所釋放出的潛熱能夠使植株溫度保持在臨界凍害溫度以上，從而達到防霜的目的；但其公開的噴頭位置，均是在植物冠層上方，噴灑時使水滴大量存留在無植株的空地上，從而造成水資源的浪費。申請?zhí)?01110333226.X的中國專利公開了一種彌霧噴灌設(shè)備進行茶園春節(jié)防霜凍的方法，也是基于以上原理，但由于迷霧量一般較小，釋放的潛熱較少，難以滿足防霜所需的熱量要求。此外，以上公開的噴水和迷霧防霜方法，均未涉及使用時的控制技術(shù)，若使用不當(dāng)反而會加重凍害。
[0004]日本專利JP2006238767公開了一種霜凍害防止裝置，該裝置以防霜全部區(qū)域的最低溫作為啟動系統(tǒng)的控制條件，可能會導(dǎo)致對未發(fā)生霜凍害的區(qū)域也進行噴水防霜操作，從而造成水資源的浪費。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種植物噴灌防霜系統(tǒng)，實現(xiàn)不同區(qū)域噴灌防霜的自動化，且減少用水量。
[0006]為了解決以上技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0007]—種植物自動噴灌防霜系統(tǒng)，包括干管(I)、水泵(2)、逆止閥(3)、過濾器(4)、流量表(5)、支管(6)、空氣閥(7)、壓力表(9)、豎管(10)、噴頭(11)、自動泄水閥(13)，其特征在于還包括:控制器(14)、電磁閥(8)、溫度傳感器(12);在所述干管(I)上依次連接水泵
(2)、逆止閥(3)、過濾器(4)、壓力表(9)、流量表(5);在各支管(6)上依次連接空氣閥(7)、電磁閥(8)、壓力表(9)、豎管(10)、自動泄水閥(13);各溫度傳感器(12)置于田間不同區(qū)域，均與控制器(14)輸入端連接；水泵(2)、各電磁閥(8)均與控制器(14)輸出端連接。
[0008]所述噴頭(11)位于植物冠層的下方。
[0009]所述溫度傳感器(12)外表面包裹濕潤的脫脂棉或脫脂紗布，分布于田間不同溫度的區(qū)域。
[0010]利用所述的一種植物自動噴灌防霜系統(tǒng)的植物噴灌防霜方法，其特征在于包括以下步驟:[0011]第一步，在控制器(14)中輸入控制噴灌的溫度設(shè)定值；
[0012]第二步，當(dāng)某區(qū)域濕球溫度小于或等于所述溫度設(shè)定值時，啟動水泵(2)，并打開該區(qū)域支管(6)上的電磁閥(8);否則使該區(qū)域的電磁閥⑶保持關(guān)閉；
[0013]第三步，噴灌防霜系統(tǒng)運行后，當(dāng)某區(qū)域濕球溫度大于溫度設(shè)定值時，關(guān)閉該區(qū)域支管(6)上的電磁閥⑶；
[0014]第四步，當(dāng)所有區(qū)域濕球溫度均大于溫度設(shè)定值時，保持水泵(2)和所有電磁閥(8)均處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0015]所述的溫度設(shè)定值范圍為高于植物臨界凍害溫度2.5^3.50C。
[0016]本實用新型的工作原理與過 程。利用水凝結(jié)成冰時所釋放的熱量，使植株溫度保持在臨界凍害溫度以上，從而達到防霜的目的。
[0017]本實用新型在控制器(14)中輸入控制噴灌的溫度設(shè)定值，當(dāng)某區(qū)域的濕球溫度小于或等于溫度設(shè)定值時，控制器(14)控制水泵(2)啟動，并打開該區(qū)域支管(6)上的電磁閥(8)。水流依次通過干管(I)、支管(6)和豎管(10)，最后經(jīng)噴頭(11)向上噴灑到植物冠層；當(dāng)某區(qū)域植物冠層的濕球溫度大于溫度設(shè)定值時，控制器(14)控制該區(qū)域電磁閥
(8)關(guān)閉，從而停止該區(qū)域的噴灌；然后該區(qū)域的自動泄水閥(13)打開，支管(6)中的水經(jīng)自動泄水閥(13)流出。當(dāng)所有區(qū)域濕球溫度均大于溫度設(shè)定值時，控制器(14)控制水泵
(2)和所有電磁閥⑶均處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0018]本實用新型具有的有益效果。本實用新型將噴頭設(shè)置于植物冠層下方，實現(xiàn)對植物冠層從下向上的對靶噴灑，避免向株間空地的噴灑。由于種植植物區(qū)域內(nèi)地形、植被等立地條件復(fù)雜，不同區(qū)域的溫度差異明顯，所以對各區(qū)域分別進行溫度監(jiān)測和噴灌控制，可有效降低用水量。本實用新型中，實際測得的是濕球溫度，一般低于干球溫度，所以將濕球溫度作為控制參數(shù)，可降低植物霜凍害的風(fēng)險。本實用新型可實現(xiàn)不同區(qū)域噴灌防霜的自動化，減少用水量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中:1干管，2水泵，3逆止閥，4過濾器，5流量表，6支管，7空氣閥，8電磁閥，9壓力表，10豎管，11噴頭，12溫度傳感器，13自動泄水閥，14控制器；虛線代表控制流。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步詳細說明。
[0022]以茶園中的茶樹為例。
[0023]本實用新型的系統(tǒng)組成和結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括干管1、水泵2、逆止閥3、過濾器
4、流量表5、支管6、空氣閥7、壓力表9、豎管10、噴頭11、自動泄水閥13 ;控制器14、電磁閥
8、溫度傳感器12 ;干管I上依次連接水泵2、逆止閥3、過濾器4、壓力表9、流量表5 ;在各支管6上依次連接空氣閥7、電磁閥8、壓力表9、豎管10、自動泄水閥13 ;各溫度傳感器12置于田間不同區(qū)域，均與控制器14輸入端連接；水泵2、各電磁閥8均與控制器14輸出端連接。[0024]噴頭11采用固定式微噴頭，設(shè)置在茶樹一側(cè)冠層下方，距離地面IOcm ;控制器14采用三菱FX2N-32MR-001型可編程控制器；溫度傳感器12型號為WZP-PtlOO ;根據(jù)茶園不同區(qū)域溫度的不同，將試驗田塊劃分為三個區(qū)域，分別為試驗區(qū)域一、試驗區(qū)域二和試驗區(qū)域三。
[0025]為更好地說明本實用新型的方案，現(xiàn)將本實用新型在茶園中的工作過程做進一步介紹。
[0026]供試品種龍井43茶樹的臨界凍害溫度為-2V。利用上述系統(tǒng)，分三次進行噴灌防霜試驗，三次試驗的溫度設(shè)定值分別為0.50CU.5°C和1.(TC。
[0027]第一次:
[0028]第一步，在控制器14中輸入溫度設(shè)定值為0.5°C ;
[0029]第二步，在晚間22:00時，檢測到試驗區(qū)域一、二和三的濕球溫度分別為0.5,1.2和1.5°C，控制器14控制水泵2啟動，同時控制試驗區(qū)域一中的電磁閥8打開，進行噴灌；在凌晨I:30時，檢測到試驗區(qū)域一、二和三的濕球溫度分別為0.2,0.5,1.TC,控制器14控制試驗區(qū)域二中的電磁閥8打開，進行噴灌；
[0030]第三步，在凌晨5:00時，檢測到試驗區(qū)域一、二和三的濕球溫度為0.3、1.0和1.(TC，控制器14控制試驗區(qū)域二中的電磁閥8關(guān)閉，停止試驗區(qū)域二的噴灌，同時自動泄水閥13打開泄水；
[0031]第四步，在凌晨6:30時，檢測到試驗區(qū)域一、二和三的濕球溫度為1.0、0.8和
0.8°C，控制器14控制水泵2和試驗區(qū)域一中的電磁閥8均關(guān)閉，停止試驗區(qū)域一的噴灌，同時自動泄水閥13打開泄水。
[0032]第二次:
[0033]第一步，在控制器14中輸入溫度設(shè)定值為1.5°C ;
[0034]第二步，在晚間23:00時，檢測到試驗區(qū)域一、二和三的濕球溫度分別為1.5,1.8和2.(TC，控制器14控制水泵2啟動，同時控制試驗區(qū)域一中的電磁閥8打開，進行噴灌；在凌晨2:00時，檢測到試驗區(qū)域一、二和三的濕球溫度分別為1.2、1.5、1.8°C，控制器14控制試驗區(qū)域二中的電磁閥8打開，進行噴灌；
[0035]第三步，在凌晨4:30時，檢測到試驗區(qū)域一、二和三的濕球溫度為1.4、2.1和
1.7°C，控制器14控制試驗區(qū)域二中的電磁閥8關(guān)閉，停止試驗區(qū)域二的噴灌，同時自動泄水閥13打開泄水；
[0036]第四步，在凌晨7:00時，檢測到試驗區(qū)域一、二和三的濕球溫度為2.0、2.2和1.9°C，控制器14控制水泵2和試驗區(qū)域一中的電磁閥8均關(guān)閉，停止試驗區(qū)域一的噴灌，同時自動泄水閥13打開泄水。
[0037]第三次:
[0038]第一步，在控制器14中輸入溫度設(shè)定值為1.(TC ;
[0039]第二步，在晚間22:30時，檢測到試驗區(qū)域一、二和三的濕球溫度分別為1.0,1.2和2.1°C，控制器14控制水泵2啟動，同時控制試驗區(qū)域一中的電磁閥8打開，進行噴灌；在凌晨I: 50時，檢測到試驗區(qū)域一、二和三的濕球溫度分別為0.8、1.0、1.5°C，控制器14控制試驗區(qū)域二中的電磁閥8打開，進行噴灌；
[0040]第三步，在凌晨5:00時，檢測到試驗區(qū)域一、二和三的濕球溫度為0.7、1.6和1.l°c，控制器14控制試驗區(qū)域二中的電磁閥8關(guān)閉，停止試驗區(qū)域二的噴灌，同時自動泄水閥13打開泄水；
[0041]第四步，在凌晨6:40時，檢測到試驗區(qū)域一、二和三的濕球溫度為1.5.、1.9和
1.3°C，控制器14控制水泵2和試驗區(qū)域一中的電磁閥8均關(guān)閉，停止試驗區(qū)域一的噴灌，同時自動泄水閥13打開泄水。
[0042]觀測結(jié)果表明，茶園中三組試驗實施過程中，設(shè)置噴灌防霜系統(tǒng)區(qū)域均沒有發(fā)生霜凍害；未設(shè)置噴灌防霜系統(tǒng)區(qū)域中，茶樹冠層出現(xiàn)結(jié)霜，次日開始表現(xiàn)出凍害癥狀。
【權(quán)利要求】
1.一種植物自動噴灌防霜系統(tǒng)，包括干管(I)、水泵(2)、逆止閥(3)、過濾器(4)、流量表(5)、支管(6)、空氣閥(7)、壓力表(9)、豎管(10)、噴頭(11)、自動泄水閥(13)，其特征在于還包括:控制器(14)、電磁閥(8)、溫度傳感器(12);在所述干管(I)上依次連接水泵(2)、逆止閥(3)、過濾器(4)、壓力表(9)、流量表(5);在各支管(6)上依次連接空氣閥(7)、電磁閥(8)、壓力表(9)、豎管(10)、自動泄水閥(13);各溫度傳感器(12)置于田間不同區(qū)域，均與控制器(14)輸入端連接；水泵(2)、各電磁閥(8)均與控制器(14)輸出端連接，所述噴頭(11)位于植物冠層的下方，所述溫度傳感器(12)外表面包裹濕潤的脫脂棉或脫脂紗布，分布于田間不同溫度的區(qū)域。
【文檔編號】A01G13/06GK203748348SQ201320690131
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】胡永光, 趙臣, 楊朔, 鹿永宗, 吳文葉 申請人:南京風(fēng)工農(nóng)業(yè)科技有限公司